設備管理工程課程實驗報告以可靠性為中心的設備預防性維護（RCM）

一．設備預防性維護管理概述

隨著生產設備自動化水平的不斷提高，設備的預防性維護工作在生產中的作用越來越重要。越是先進的設備，維護工作難度越大，對維護人員技術水平的要求越高。而一味的依賴專業維護人員進行設備維護，使得很多繁雜、重復的工作占用了很大部分的精力，使很多專業性較強的工作（如設備的檢查、校準、改進等）不能得到及時有效的實施。在生產中由于操作工人不熟悉設備性能和機能，由此產生的誤操作或不能及時發現設備故障隱患等，造成設備維護成本也不斷升高，同時導致了設備停機率高，生產效率低。因此設備維修人員和設備操作人員共同對設備進行預防性維護是提高設備開機完好率，運行完好率的有效辦法。預防性維護的概念是指為了延長設備的使用壽命和避免減少設備故障而進行的計劃內維護。

預防性維護的目的在于將設備的故障率和實際折舊率降至最低，而將整個設備使用周期中設備的可用性和可靠性增至最高。具體的預防性維護工作是根據設備維護手冊和設備預防性維護時間表來實現的。設備預防性維護的內容主要是嚴格遵守設備操作維護SOP的相關規定，經常注意設備的運行狀況，按規定定期對設備進行清潔、潤滑、緊固、調整、防腐等維護作業。生產車間的設備預防維護主要由生產車間維修人員和設備操作人員來承擔，公用設施、設備的預防性維護由設備部下轄輔助班承擔。

二．以可靠性為中心的設備預防性維修管理（RCM認證）

 (一). RCM的起源與發展

 以可靠性為中心的維修是近40年發展起來的一種新的維修觀念，它打破了傳統的以定修為主的維修方式。隨著RCM在國際上的推廣和應用，其理論和方法的研究逐漸受到人們的重視，并且在實踐應用中也取得了明顯的經濟效益，它是目前國際上通用的、用以確定資產預防性維修需求、優化維修制度的一種系統工程方法。它的基本思路是：對系統進行功能與故障分析，

明確系統內各故障的后果；用規范化的邏輯決斷方法，確定出各故障后果的預防性對策；通過現場故障數據統計、專家評估、定量化建模等手段在保證安全性和完好性的前提下，以維修停機損失最小為目標優化系統的維修策略。RCM 的產生和發展與航空工業有著密切的聯系, 其最初的思想產生于60 年代, 美國面對航空維修中出現的維修費用巨增, 維修費用已經占到了航空公司總費用的30% , 形成了“買得起, 用不起”的現象, 使人們對多做維修工作或定期維修的維修體制能預防故障的效果產生了懷疑, 于是如何權衡維修費用與效果成為人們迫切需要解決的問題。隨著可靠性工作、維修性工程, 故障物理學和故障診斷技術等新型學科的相繼出現, 以及概率統計和管理科學的新發展, 為研究維修問題提出了理論基礎, 其中最引人注目的一個新概念是“過去人們過分強調控制拆修間隔期以達到原有的可靠度。然而經過深入研究后確信, 可靠性和拆修制并無必然的直接聯系”。

70年代初, 人們將各種可靠性大綱中所學到的東西綜合起來,出現了“MSG-1手冊(Maintenance Steering Group，簡稱MSG ) : 維修的鑒定與大綱的制定”、“MSG-2: 航空公司/制造公司的維修大綱制定書”,并用于民航維修, 使之維修費用下降了30%。而沒有采用RCM 維修概念的其他軍事裝備的維修費用卻以相當驚人的幅度增長.1978 年美聯航空公司發表了《以可靠性為中心的維修》專著, 其理論得到進一步完善。以后人們就把制定預防性維修大綱的邏輯決斷分析方法統稱為RCM。80 年代至90 年代相繼在RCM 與“M SG-3-1”的基礎上, 結合民用設備的實際情況, 提出了RCM認證 2。1999年國際汽車工程師協會(SA E ) 頒布的RCM 標準《以可靠性為中心的維修過程的評審準則》(SAEJA 1011) 給出的7個問題, 就每一研究對象進行提問, 以此作為制定維修策略的主要依據。到1998 年底已在許多國家的鋼鐵、電力、鐵路、汽車、地鐵、海洋石油、核工業、建筑、供水、食品、造紙、卷煙及藥品等行業廣泛應用。

(二) ．RCM的基本觀點 

1.裝備的固有可靠性與安全性是由設計制造賦予的特性，有效的維修只能保持而不能提高它們。RCM特別注重裝備可靠性、安全性的先天性。如果裝備的固有可靠性與安全性水平不能滿足使用要求，那么只有修改設計和提高制造水平。因此，想通過增加維修頻數來提高這一固有水平的做法是不可取的。維修次數越多，不一定會使裝備越可靠、越安全。

2.產品(項目)故障有不同的影響或后果，應采取不同的對策。故障后果的嚴重性是確定是否做預防性維修工作的出發點。在裝備使用中故障是不可避免的，但后果不盡相同，重要的是預防有嚴重后果的故障。故障后果是由產品的設計特性所決定的，是由設計制造而賦予的固有特性。對于復雜裝備，應當對會有安全性(含對環境危害)、任務性和嚴重經濟性后果的重要產品，才做預防性維修工作。對于采用了余度技術的產品，其故障的安全性和任務性影響一般已明顯降低，因此可以從經濟性方面加以權衡，確定是否需要做預防性維修工作。

3.產品的故障規律是不同的，應采取不同方式控制維修工作時機。有耗損性故障規律的產品適宜定時拆修或更換，以預防功能故障或引起多重故障；對于無耗損性故障規律的產品，定時拆修或更換常常是有害無益，更適宜于通過檢查、監控，視情進行維修。

4.對產品(項目)采用不同的預防性維修工作類型，其消耗資源、費用、難度與深度是不相同的，可加以排序。 對不同產品(項目)，應根據需要選擇適用而有效的工作類型，從而在保證可靠性與安全性的前提下，節省維修資源與費用。

(三) . RCM 研究的幾個內容 

功能與性能標準。在具體使用條件下，設備的各功能標準是什么？為了使設備按用戶的要求運行, 就必須了解什么是用戶要求以及確保按要求執行。 

1.故障模式。在什么情況下設備無法實現其功能？為了使功能恢復到用戶的要求, 必須了解什么情況下何種故障會發生。 

2故障原因。引起各功能故障的原因是什么？主要有: 正常磨損、人為失誤(維修、運行)、設計錯誤和管理失誤等原因。 

3.故障影響。各故障發生時，都會出現什么情況？在RCM認證 中, 必須對缺陷發生了什么以及何時發生,要有清楚的了解, 為此要對故障進行評估。故障已發生了的證據是什么？它以何種途徑對安全與環境帶來危害？它以什么方法影響生產或運行？故障會帶來什么物理性損壞？消除故障時必須做什么？

4.故障后果。各故障都在什么情況下至關重要？數目眾多,其產生的后果也是有大有小, 為此必須充分認識它們, 對那些會產生重大影響的缺陷就盡力避免, 而對小故障就按需要再判斷是否及時處理。故障可分為:隱蔽性故障，即雖然沒有直接沖擊, 但其逐漸累積會帶來災難性后果；安全環境性故障，即會造成人員傷亡或違反地方、國家的環保法規；使用性故障，即會造成生產下降(產量、質量、服務或成本)；非使用性故障，即以上三種以外的故障。消除故障的任務可分為:主動性維修和被動性維修。

5.主動性維修。需要什么工作才能預防故障的發生？在故障未發生之前, 采取必要的措施來預防故障的發生, 這其中包括視情維修、預期翻修和預期報廢。

6.被動性維修。找不到適當的預防性維修工作應怎么辦？在故障發生后所采取的有關措施, 它包括故障查找、重新設計和投入運行。

三. RCM在我國的應用

 80年代中后期，我國軍事科研部門開始跟蹤研究RCM理論和應用。1992年國防科工委頒布了由軍械工程學院為主編單位編制的我國第一部RCM國家軍用標準GJB137

《裝備預防性維修大綱的制定要求與方法》，該標準在海軍、空軍及二炮部隊主戰裝備上的應用取得了顯著的軍事、經濟效益，促進了現役裝備維修改革和新裝備形成戰斗能力。空軍對某型飛機采用RCM后，改革了維修規程，取消了50h的定檢規定，壽命由350h延長到800h.

以上。由于技術、管理和認識上的原因，RCM在通用裝備上的推廣應用一直處于研究與探索階段，還沒有做真正意義上的應用工作，還沒有取得應有的效益。為適用新時期軍事斗爭形式，加快武器雷達裝備維修改革的步伐，總裝備部通用裝備保障部武器雷達局決定自2002年起利用三年時間，對各類主戰武器雷達裝備全面實施RCM分析，形成基于具體裝備的預防性維修大綱。然后在此基礎上重組與優化維修保障系統，進行維修改革，構建我軍武器雷達裝備以可靠性為中心的維修制度新體系。自2002年7月初完成RCM培訓后，各有關單位即著手進行RCM分析，到目前為止，RCM推廣應用工作已取得初步成果，已完成14種典型裝備的RCM分析，得到了故障特征信息記錄表和預防性維修大綱等相關的文獻資料。2003年將對在七十余種新裝備和現役裝備上展開。當前海軍和空軍也正在加大RCM的推廣應用力度，應

用RCM分析方法對原有的維修文件進行修訂。

盡管RCM在軍隊已進行了初步的推廣，但在地方工業企業還未得到廣泛的應用。當前僅僅在武漢、合肥等民航管理局開展了運七飛機的RCM工作試點，部分電力和核電站行業也開始應用RCM。隨著加入WTO和新時期軍事斗爭的需求，RCM在我國工業企業和軍事裝備方面將具有更廣闊的應用前景。我們應積極研究RCM技術、培養RCM人才、探索RCM的推廣應用途徑，為RCM技術與人才的大量需求做準備。

 四．RCM下一步的研究方向

盡管RCM的基本體系結構已基本形成，但還有許多問題有待于進一步的完善，尤其是實用性、針對性和精確性等方面。

（一）．改進分析過程，突出實用性 RCM分析技術本身的發展方向將是，在保持RCM最初的本意的和回7 個基本問題的基礎上，增加部分設備關鍵性能因素（如環境的完整性和定量化風險等）或省略部分分析步驟，改進RCM適用性準則、有效性準則和邏輯決斷圖等，力求使RCM 分析更貼近實際，具有更強的實用性。 

（二）.引入定量分析，提高精確性

 當前對RCM 的理論分析和應用研究主要集中在定性的分析，定量研究工作不多。目前已開發出絕大多數的RCM支持模型，包括：不同時間基準、不同復雜程度、不同決策目標下的使用檢查模型、功能檢測模型和定期更換模型等。英國 SALFORD 大學正在進行智能化的RCM 決策支持模型的開發。如何把相關的支持模型引入RCM邏輯決斷過程，提高分析決斷的精確性，將是下一步的主要研究工作。

（三）.結合具體問題分析，強調針對性 應用是理論研究的根本目的，在進行RCM認證分析時，如何根據資產所處的不同工作環境，對RCM分析方法中的相關內容進行充分的理解和擴展，也是一項非常重要的工作。

（四）.研制計算機輔助RCM分析系統，提高分析效率 RCM分析內容復雜、工作量較大，針對此情況，應組織有關人員研制開發RCM 輔助決策軟件。該項工作可以提高RCM分析的效率，提高分析的準確度，減少重復性工作。此外對于以往已進行RCM分析的RCM數據也可以作為案例放到系統的數據庫中，在對類似裝備進行RCM分析時，可以通過索引進行調用數據，這樣能大大減少分析的工作量。RCM的應用效果是不可否認的，但是我們應該看到RCM在我國工業界還遠沒有普及，這主要是由于數據缺乏、經費不足、宣傳不夠和長期受傳統維修觀念束縛的結果。

觀察以往的維修方針，大多數企業的維修計劃由設備生產者直接提供的維修周期編制而成。但是，由于設備所處的壽命期不同(即處在失效曲線的不同位置)、工作環境不同以及備件來源的不一致等因素的影響，往往使得設備所處的狀態和設計時所考慮的工況有所不同，在具體的維修程中，體現為維修方式選擇失誤，從而造成維修不足或維修過度。只有大力加強RCM宣傳，逐步建立和完善企業的RCM維修計劃，才能充分發揮現有設備的使用效率，改變設備維修管理的落后局面。